Exploiting the Salivary Arsenal to Inhibit Diarrheal Disease
利用唾液库抑制腹泻病
基本信息
- 批准号:10357830
- 负责人:
- 金额:$ 20.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-02-22 至 2025-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AdherenceAdhesivesAnti-Bacterial AgentsAntibiotic ResistanceAntibioticsBacteriaBacterial AdhesionBacterial InfectionsBindingBiological ModelsCell Culture TechniquesCell WallCellsCessation of lifeChildCryoelectron MicroscopyDataDevelopmentDiarrheaDiseaseDrug DesignEffectivenessEnterobacteriaceaeEnzymesFilamentFunctional disorderGastrointestinal DiseasesGastrointestinal tract structureGoalsHealthHumanImmuneInnate Immune SystemIntestinesNatural ImmunityNucleic AcidsOrganoidsOropharyngealOutcomes ResearchPathogenicityPeptidesPeriodontal DiseasesPilumPropertyProteinsProteomeResearchResearch PersonnelResolutionRespiratory DiseaseRoleRouteSalivaSalivaryStructureSurfaceTestingTherapeuticTherapeutic AgentsVirulence FactorsVulnerable Populationsantimicrobialantimicrobial peptidebasecombatdesigndiarrheal diseaseefficacy testingenterotoxigenic Escherichia colifightinghistatin 5inhibitorinnovationnovelnovel strategiesnovel therapeutic interventionoral infectionoral pathogenpathogenpeptide drugpreventprophylacticrespiratoryrespiratory pathogentherapeutic development
项目摘要
The ability of salivary peptides to inhibit diarrhea-causing bacteria from binding to the gut is newly
discovered, and not well characterized. The innovative long-term goal is to realize the full potential of salivary
components as both prophylactic and therapeutic agents against gastrointestinal and respiratory diseases. The
objectives of this proposal are to define the efficacy of specific salivary components as pathogen inhibitors, and
to determine the structure and mechanism by which one these peptides, Histatin-5, binds to pili that are
external filaments on enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC). This pilus/peptide interaction provides the
dysfunction that inhibits bacterial binding, and knowing the mechanism of this dysfunction will lead to novel
therapeutic approaches against ETEC and other pathogens. The central hypothesis is that enhanced utilization
of the innate immune system to combat disease can be achieved through therapeutics developed from
components of saliva. The rationale for this proposal is that completion of this research provides a path forward
for utilizing salivary components to fight diarrheal diseases. In addition, determination of the mechanism of
Histatin-5's action will permit creation of therapeutics with even greater efficacy. To achieve our goals, we will
pursue the following two specific aims:
1. Define the capacity of selected salivary peptides to inhibit bacterial binding of enterotoxigenic
Escherichia coli (ETEC) to target cells;
2. Determine the mechanism by which the salivary peptide, Histatin-5, inhibits bacterial binding via pili, an
essential virulence factor of enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC).
These aims will be achieved using 1) bacterial adhesion studies on cell cultures and primary human
intestinal cultures (“organoids”) and 2) structure determination at high resolution using electron
cryomicroscopy and cryotomography (cryo-EM and cryo-ET). The proposed research is significant, because it
will open a new avenue for development of therapeutics against diarrhea-causing bacteria. Unlike traditional
antibiotics that broadly target enzymes involved in nucleic acid, protein, and cell wall synthesis, here, we
explore a novel aspect of the host's innate immune system: the ability of salivary components to inhibit
bacterial adherence to the host. The expected outcome of this research is a list of salivary components that
can be exploited as therapeutics against diarrhea-causing pathogens, and the definition of the mechanism by
which one component creates dysfunction of a critical virulence factor. The results will have an important
positive impact immediately as a first step in defining and understanding the role of saliva in fighting GI
disease, and long-term because they will lay the groundwork for bringing new researchers into this emerging
field, and for development of saliva-based GI and respiratory therapeutics.
唾液肽抑制引起腹泻的细菌与肠道结合的能力是最新的
发现但尚未得到充分表征,创新的长期目标是充分发挥唾液的潜力。
作为胃肠道和呼吸道疾病的预防和治疗剂的成分。
该提案的目标是确定特定唾液成分作为病原体抑制剂的功效,以及
确定这些肽(Histatin-5)与菌毛结合的结构和机制
产肠毒素大肠杆菌 (ETEC) 上的外部细丝这种菌毛/肽相互作用提供了
抑制细菌结合的功能障碍,了解这种功能障碍的机制将导致新的发现
针对 ETEC 和其他病原体的治疗方法的中心假设是增强利用。
通过开发治疗方法可以实现先天免疫系统对抗疾病的作用
该提案的基本原理是这项研究的完成提供了一条前进的道路。
用于利用唾液成分对抗腹泻疾病的机制。
Histatin-5 的作用将允许创造出更有效的治疗方法 为了实现我们的目标,我们将。
追求以下两个具体目标:
1. 确定所选唾液肽抑制产肠毒素细菌结合的能力
大肠杆菌 (ETEC) 作用于靶细胞;
2. 确定唾液肽 Histin-5 通过菌毛抑制细菌结合的机制。
产肠毒素大肠杆菌 (ETEC) 的必需毒力因子。
这些目标将通过以下方式实现:1) 对细胞培养物和原代人类进行细菌粘附研究
肠道培养物(“类器官”)和 2) 使用电子进行高分辨率结构测定
冷冻显微镜和冷冻断层扫描(冷冻电镜和冷冻电子断层扫描)的研究意义重大,因为它。
与传统疗法不同,这将为开发针对引起腹泻的细菌的疗法开辟新途径。
广泛针对参与核酸、蛋白质和细胞壁合成的酶的抗生素,在这里,我们
探索宿主先天免疫系统的一个新方面:唾液成分抑制的能力
这项研究的预期结果是列出了细菌对宿主的粘附。
可以用作针对引起腹泻的病原体的治疗方法,并且通过以下方法定义了其机制
哪一种成分会导致关键毒力因子功能障碍,结果将具有重要意义。
作为定义和理解唾液在对抗胃肠道中的作用的第一步,立即产生积极影响
疾病,并且是长期的,因为它们将为将新研究人员带入这一新兴领域奠定基础
领域,并用于开发基于唾液的胃肠道和呼吸疗法。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Three structural solutions for bacterial adhesion pilus stability and superelasticity.
细菌粘附菌毛稳定性和超弹性的三种结构解决方案。
- DOI:
- 发表时间:2023-05-04
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Doran, Matthew H;Baker, Joseph L;Dahlberg, Tobias;Andersson, Magnus;Bullitt, Esther
- 通讯作者:Bullitt, Esther
New Morphologies of Hib Adhesion Pili.
Hib 粘附菌毛的新形态。
- DOI:
- 发表时间:2023-07-22
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Thairatana, Siriratt;Doran, Matthew;Sonani, Ravi R;Egelman, Edward H;Bullitt, Esther
- 通讯作者:Bullitt, Esther
Unveiling molecular interactions that stabilize bacterial adhesion pili.
揭示稳定细菌粘附菌毛的分子相互作用。
- DOI:
- 发表时间:2022-06-07
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:Dahlberg, Tobias;Baker, Joseph L;Bullitt, Esther;Andersson, Magnus
- 通讯作者:Andersson, Magnus
Gut check: can other microbes or communities phenocopy H. pylori's early gastric pathology?
肠道检查:其他微生物或群落能否对幽门螺杆菌的早期胃病理进行表型复制?
- DOI:
- 发表时间:2022-07
- 期刊:
- 影响因子:24.5
- 作者:Brown; Jeffrey W
- 通讯作者:Jeffrey W
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